专题04 自由落体与竖直上抛运动-【好题汇编】备战2025年高中学业水平合格考物理真题分类汇编(全国通用)
2024-11-16
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内容正文:
专题04 自由落体与竖直上抛运动
考点01:自由落体
1.(2023高二下·江苏·学业考试)秋风吹过,树叶纷纷落下,就像翩然飘落的蝴蝶,默默品味秋天秋日。如果有一片梧桐叶从高为5m的枝头自静止落至地面,所用时间可能是( )
A.0.3s B.0.6s C.1.0s D.4s
2.(2023高二·陕西·学业考试)物体做自由落体运动,下列判断正确的是(取)( )
A.物体末速度的大小为 B.物体末速度的大小为
C.物体内下落的高度是 D.物体内下落的高度是
3.(2023高一下·湖北·学业考试)一个物体做自由落体运动,重力加速度g取10m/s2,3s末物体的速度大小为( )
A.30m/s B.40m/s
C.50m/s D.60m/s
4.(2023高二·湖北·学业考试)小明在某教学楼楼顶上进行自由落体运动实验,让一个小球(忽略空气对小球的作用力)从楼顶自由下落,地面上的小红用秒表测得小球落地耗时约2s,则教学楼高度约为( )
A.12m B.16m C.20m D.24m
5.(2023高二上·天津河北·学业考试)甲、乙两位同学利用直尺估测人的反应时间,如图所示,甲同学捏住直尺上端,使直尺保持竖直状态;乙同学手不碰直尺,手指对齐直尺的零刻度线做捏尺准备。当乙看见甲放开直尺时,立即用手指捏住直尺,捏住的刻度为20,g取10,则可估算出乙这次的反应时间约是( )
A.2s B.0.2s C.4s D.0.4s
6.(2023高二下·江苏·学业考试)在确保安全的情况下,从5楼顶先后释放两个质量不同的物体,不计空气阻力,下列说法中正确的是( )
A.质量大的物体在空中运动的时间长
B.质量小的物体在空中运动的时间长
C.两个物体在空中运动的时间相同
D.因为不知道两物体的具体形状,无法比较时间
7.(2022高二·山东济南·学业考试)下列运动可视为自由落体运动的是( )
A.树叶从树枝上飘落 B.熟透的苹果从树上掉落到地面
C.乒乓球被球拍竖直向下拍出 D.降落伞缓慢下降
8.(2023高二·湖南·学业考试)下列关于自由落体运动的说法中,正确的是( )
A.物体沿竖直方向下落的运动是自由落体运动
B.物体初速度为零、加速度9.8m/s2的运动是自由落体运动
C.物体只在重力作用下从静止开始下落的运动是自由落体运动
D.物体在重力作用下的运动是自由落体运动
9.(2023高二·湖南·学业考试)疫情期间,小明同学在家里用苹果来研究自由落体运动。忽略苹果所受空气阻力,以下说法正确的是( )
A.从同一高度同时静止释放,重的苹果比轻的苹果下落快
B.从同一高度同时静止释放,重的苹果和轻的苹果下落一样快
C.苹果下落的速度与落下的距离成正比
D.苹果落下的距离与落下的时间成正比
10.(2023高二·贵州·学业考试)一个做自由落体运动的小球,在下降过程中,下列说法正确的是( )
A.重力势能增大 B.动能减小 C.重力做正功 D.加速度增大
11.(2023高二上·黑龙江·学业考试)关于自由落体运动的性质,下列说法正确的是( )
A.匀速直线运动 B.匀加速直线运动 C.圆周运动 D.曲线运动
12.(2023高二上·广西·学业考试)打桩机释放的重锤自由下落的过程可视为( )
A.匀速直线运动 B.平抛运动
C.自由落体运动 D.匀速圆周运动
13.(2023高二上·内蒙古呼伦贝尔·学业考试)物理学中的自由落体规律、万有引力定律是由不同的物理学家探究发现的,他们依次是( )
A.牛顿,哥白尼 B.卡文迪许、安培
C.伽利略、牛顿 D.开普勒,牛顿
14.(2023高二上·江苏徐州·学业考试)首先把科学实验与逻辑推理结合起来,研究自由落体运动规律的科学家是( )
A.库仑 B.牛顿 C.开普勒 D.伽利略
15.(2023高二下·江苏·学业考试)某次电影拍摄中,特技演员从桥上跳下,落在河面上匀速前进的竹筏上。演员(视为质点)跳下的瞬间距竹筏的高度为20m。取重力加速度大小g=10m/s2,且认为演员在空中做自由落体运动,则演员在空中运动的时间为( )
A.1s B.2s C.3s D.4s
16.(2023高二下·江苏·学业考试)高空作业的电工在某次操作过程中,不慎将一螺母脱落,经3s落地,不计空气阻力,g取10m/s2,则(g取10 m/s2)( )
A.脱落处离地高45m B.第2s内的下落的位移为20m
C.下落2s内的平均速度为20m/s D.落地速度为15m/s
17.(2023高三下·海南·学业考试)如图为北京中国科学院微重力落塔,塔顶悬挂一个落仓。若落仓下落过程中做自由落体运动下落的高度为H,北京地区的重力加速度为g,由此可知落仓自由下落的时间为( )
A. B. C. D.
18.(2023高二上·天津红桥·学业考试)甲、乙两物体从同一高度同时开始做自由落体运动,且甲物体的质量大于乙物体的质量,则下列说法中正确的是( )
A.甲比乙先着地 B.甲比乙的加速度大
C.甲比乙落地时的速度大 D.甲与乙的加速度一样大
(2023高二下·河北·学业考试)在低空跳伞比赛中,某跳伞运动员离开悬停的飞机后做自由落体运动,当速度达到45m/s时立即打开降落伞,再经4s落到地面。运动员从打开降落伞到落地前的下落过程,可视为竖直向下的匀减速直线运动,加速度大小为。g取。
根据上述信息,回答下面小题。
19.运动员做自由落体运动所用时间为( )
A.0.45s B.4.5s C.5.0s D.5.5s
20.运动员落地时的速度大小为( )
A.5.0m/s B.10m/s C.40m/s D.85m/s
21.打开降落伞时运动员距离地面的高度为( )
A.180m B.160m C.100m D.80m
22.(2023高二下·新疆·学业考试)一小球从距离地面高处由静止自由下落,直至落地,不计空气阻力,则小球( )
A.下落的时间为 B.下落的时间为
C.落地时速度的大小为 D.落地时速度的大小为
23.(2023高二上·江苏盐城·学业考试)小球自由下落,落地速度为v,重力加速度为g,则小球释放时的高度为( )
A. B. C. D.
24.(2023高二上·宁夏银川·学业考试)一物体从H高处自由下落,经时间t落地,则当它下落时,离地的高度为( )
A.0.5H B.0.25H C.0.75H D.
25.(2023高二上·福建·学业考试)将两个质量不同的小球从同一高度同时静止释放,落至同一水平地面,不计空气阻力。则( )
A.轻的小球先落地 B.重的小球先落地
C.两个小球同时落地 D.密度小的小球先落地
26.(2024高二上·浙江·学业考试)钱江中学的孩子们观察到秋天叶子的下落,小杭将其抽象为一个模型,已知树高5.5m,那么叶子下落的时间大约等于(已知,)( )
A.1.05s B.2.1s C.6s D.0.75s
27.(2023高二上·江苏扬州·学业考试)让一个小石块从深井的井口自由落下,经过时间t后听到石块击水的声音。设当地的重力加速度为g,不考虑空气阻力的作用,考虑声音在空气中传播需要一定时间,则石块落水时的速度( )
A.大于gt B.等于gt C.小于gt D.等于gt2
28.(2023高二上·天津和平·学业考试)某物体做自由落体运动,静止释放后某时刻其速度大小为4m/s,此时物体下落的高度为()( )
A. B. C. D.
29.(2023高二下·江苏·学业考试)一攀岩者以的速度匀速向上攀登,途中碰落了岩壁上的石块,石块自由下落,则下列图像对石块的运动描述正确的是( )
A. B.
C. D.
30.(2023高二下·全国·学业考试)自由落体运动的重力加速度为g,关于自由落体运动,下列说法正确的是( )
A.物体刚下落时,速度和加速度都为零
B.物体在做自由落体运动的过程中,每秒的速度增加量相同
C.重的物体g值大,轻的物体g值小
D.地球上任何地方 g值都一样大
31.(2023高二上·江苏盐城·学业考试)关于自由落体运动,下列说法正确的是( )
A.在空气中不考虑阻力的运动是自由落体运动 B.自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动
C.质量大的物体,所受重力大,因而落地速度大 D.自由落体加速度在地球赤道处最大
32.(2023高二上·广东揭阳·学业考试)关于自由落体运动及重力加速度g,下列说法正确的是( )
A.竖直向下的运动一定是自由落体运动
B.熟透的苹果从树枝开始自由下落的运动可被视为自由落体运动
C.同一地点,轻、重物体的g值可能不一样大
33.(2023高二·辽宁沈阳·学业考试)如图所示,一个两端封闭的玻璃管,一端有一个开关,把质量不相同的铁片和羽毛放到玻璃管中,把玻璃管里的空气抽出去,玻璃管竖直放置,让铁片和羽毛从玻璃管上方同时开始下落,下列科学家的观点被该实验证实的是( )
A.焦耳 B.伽利略
C.阿基米德 D.爱因斯坦
34.(2023高二·山西·学业考试)下列四幅图分别为速度v,下降高度h,以及加速度a随时间的变化关系,其中能反映自由落体运动规律图像的是( )
A.B.
C. D.
35.(2023高二·山西·学业考试)下列四幅图分别为速度v,下降高度h,以及加速度a随时间的变化关系,其中能反映自由落体运动规律图像的是( )
A.B.
C. D.
36.(2022高一上·广东佛山·学业考试)游乐场内的“穿越云霄”游乐项目如图所示,座舱从最高点下降,先做自由落体运动,后匀减速至停止,取向下为正方向,则以下v-t图像能反映座舱上述运动过程的是( )
A. B.
C. D.
37.(多选)(2023高二上·河北·学业考试)在用频闪照相法研究自由落体运动规律的实验中,某同学让一金属小球自由下落,小球下落过程中频闪照片的部分示意图如图所示,小球由A到B和由B到C所用时间均为T,测得AB两点间的距离为,BC两点间的距离,空气阻力可忽略不计。该同学粗略计算小球运动的加速度大小和通过B点时的速度大小,下列表达式对的的是( )
A.小球运动的加速度大小为 B.小球运动的加速度大小为
C.小球通过B点时的速度大小为 D.小球通过B点时的速度大小为
38.(多选)(2023高二下·广东·学业考试)小琳从蹦床上方的高处自由下落,竖直反弹离开蹦床后上升了。不计空气阻力,比较小琳自由下落与离开蹦床后上升的两个过程,则( )
A.下落过程的时间更长
B.上升过程的时间更长
C.两个过程的加速度一样大
D.上升过程的加速度更大
39.(多选)(2023高二下·河北·学业考试)假设宇航员在某星球上将小球由静止释放,小球做自由落体运动。由小球下落开始计时,经1.0s小球到达星球表面,下落高度为0.8m,则( )
A.小球运动的加速度大小为 B.小球运动的加速度大小为
C.小球在 1.0s末的速度大小为0.8m/s D.小球在 1.0s末的速度大小为1.6m/s
40.(2023高二上·辽宁·学业考试)如图,用打点计时器测量自由落体加速度的实验装置。关于这一实验:
(1)在实验开始前,图中操作存在的问题是 。
(2)图为实验结束时获得的一条纸带,相邻计数点间的距离分别为x1、x2和x3,时间间隔均T,则打点计时器打下点2时速度大小的表达式为( )
A. B. C. D.
41.(2023高三·广东·学业考试)如图甲为利用光电门测瞬时速度的装置,铁架台放在水平台面上,上端固定电磁铁M,电磁铁正下方安装一个位置可上下调节的光电门A。
(1)如图乙,用游标卡尺测量小球的直径 mm。
(2)接通电磁铁M的开关,吸住小球:测出小球与光电门间的高度差;断开开关,小球自由下落,记录小球通过光电门的挡光时间。 数字计时器显示(即),则小球通过光电门时的速度大小 m/s(保留三位有效数字)。
(3)某同学利用公式计算当地的重力加速度,忽略空气阻力的影响,你认为该同学的计算结果与真实值相比会 (选填“偏大”或“偏小”)
42.(2023高二上·四川·学业考试)苹果从树上由静止下落,从下落瞬间开始计时,经t=0.8s着地。不计空气阻力,重力加速度g取。求:
(1)苹果落地时速度的大小;
(2)苹果开始下落时离地的高度h。
考点02:竖直上抛运动
43.(2023高二下·辽宁·学业考试)在篮球比赛争球时,裁判员会竖直向上抛球。若忽略阻力等因素,篮球在竖直上升和自由下落的过程中,其加速度的方向是( )
A.一直向上 B.一直向下 C.先向下,后向上 D.先向上,后向下
44.(2023高二下·河北·学业考试)直升机吊着一个木箱在低空竖直上升,某时刻悬挂木箱的绳子突然断开。假设绳断后木箱只受重力作用,则绳断后到落地前整个过程中它的速度( )
A.一直增大 B.先减小后增大 C.一直减小 D.先增大后减小
45.(22-23高二下·江苏南京·期末)一位杂技演员,用三只球进行抛接球表演,他每隔0.4s抛出一球,接到球便立即把球抛出,将球的运动近似看做是竖直方向的运动,不计空气阻力,球能到达的最大高度是(高度从拋球点算起,取)( )
A. B. C. D.
46.(2023高一下·贵州黔西·学业考试)做竖直上抛的物体,取抛出时的速度方向为正方向,则物体的图像是( )
A. B.
C. D.
47.(2023高三上·福建·学业考试)以6m/s的初速度竖直向上抛出一个小球,不计空气阻力,取g=10m/s2。则小球回到抛出点的速度大小和上升的最大高度分别为( )
A.0,1.8m B.0,3.6m C.6m/s,1.8m D.6m/s,3.6m
48.(多选)(2023高二下·广东·学业考试)小琳从蹦床上方的高处自由下落,竖直反弹离开蹦床后上升了。不计空气阻力,比较小琳自由下落与离开蹦床后上升的两个过程,则( )
A.下落过程的时间更长
B.上升过程的时间更长
C.两个过程的加速度一样大
D.上升过程的加速度更大
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专题04 自由落体与竖直上抛运动
考点01:自由落体
1.(2023高二下·江苏·学业考试)秋风吹过,树叶纷纷落下,就像翩然飘落的蝴蝶,默默品味秋天秋日。如果有一片梧桐叶从高为5m的枝头自静止落至地面,所用时间可能是( )
A.0.3s B.0.6s C.1.0s D.4s
【答案】D
【详解】如果没有空气阻力,树叶做自由落体,则有
解得所用时间为
实际因为空气阻力太大,树叶不是自由落体运动,下落时间一定大于1s。
故选D。
2.(2023高二·陕西·学业考试)物体做自由落体运动,下列判断正确的是(取)( )
A.物体末速度的大小为 B.物体末速度的大小为
C.物体内下落的高度是 D.物体内下落的高度是
【答案】C
【详解】AB.根据速度公式可得物体末速度的大小为
故AB错误;
CD.根据位移公式可得物体内下落的高度是
故C正确,D错误。
故选C。
3.(2023高一下·湖北·学业考试)一个物体做自由落体运动,重力加速度g取10m/s2,3s末物体的速度大小为( )
A.30m/s B.40m/s
C.50m/s D.60m/s
【答案】A
【详解】3s末物体的速度大小为
故选A。
4.(2023高二·湖北·学业考试)小明在某教学楼楼顶上进行自由落体运动实验,让一个小球(忽略空气对小球的作用力)从楼顶自由下落,地面上的小红用秒表测得小球落地耗时约2s,则教学楼高度约为( )
A.12m B.16m C.20m D.24m
【答案】C
【详解】由自由落体规律
故选C。
5.(2023高二上·天津河北·学业考试)甲、乙两位同学利用直尺估测人的反应时间,如图所示,甲同学捏住直尺上端,使直尺保持竖直状态;乙同学手不碰直尺,手指对齐直尺的零刻度线做捏尺准备。当乙看见甲放开直尺时,立即用手指捏住直尺,捏住的刻度为20,g取10,则可估算出乙这次的反应时间约是( )
A.2s B.0.2s C.4s D.0.4s
【答案】B
【详解】直尺做自由落体运动,根据
乙的反应时间约为
故选B。
6.(2023高二下·江苏·学业考试)在确保安全的情况下,从5楼顶先后释放两个质量不同的物体,不计空气阻力,下列说法中正确的是( )
A.质量大的物体在空中运动的时间长
B.质量小的物体在空中运动的时间长
C.两个物体在空中运动的时间相同
D.因为不知道两物体的具体形状,无法比较时间
【答案】C
【详解】两个质量不同的物体做的运动都是自由落体运动,到达地面的时间一样。
故选C。
7.(2022高二·山东济南·学业考试)下列运动可视为自由落体运动的是( )
A.树叶从树枝上飘落 B.熟透的苹果从树上掉落到地面
C.乒乓球被球拍竖直向下拍出 D.降落伞缓慢下降
【答案】B
【详解】A.树叶从树枝上飘落,空气阻力较大,不可视为自由落体运动,故A错误;
B.熟透的苹果从树上掉落到地面,空气阻力很小,忽略,可视为自由落体运动,故B正确;
C.乒乓球被球拍竖直向下拍出,空气阻力较大,而且有竖直向下的初速度,不可视为自由落体运动,故C错误;
D.降落伞缓慢下降,所受的空气阻力很大,不可视为自由落体运动,故D错误。
故选B。
8.(2023高二·湖南·学业考试)下列关于自由落体运动的说法中,正确的是( )
A.物体沿竖直方向下落的运动是自由落体运动
B.物体初速度为零、加速度9.8m/s2的运动是自由落体运动
C.物体只在重力作用下从静止开始下落的运动是自由落体运动
D.物体在重力作用下的运动是自由落体运动
【答案】C
【详解】自由落体运动是物体只在重力作用下从静止开始下落的运动,它是一种初速度为零、加速度为g的竖直向下的匀加速直线运动,如果空气阻力的作用比较小、可以忽略不计,物体的下落也可以看作自由落体运动。
故选C。
9.(2023高二·湖南·学业考试)疫情期间,小明同学在家里用苹果来研究自由落体运动。忽略苹果所受空气阻力,以下说法正确的是( )
A.从同一高度同时静止释放,重的苹果比轻的苹果下落快
B.从同一高度同时静止释放,重的苹果和轻的苹果下落一样快
C.苹果下落的速度与落下的距离成正比
D.苹果落下的距离与落下的时间成正比
【答案】B
【详解】AB.自由落体运动,从同一高度同时静止释放,重的苹果和轻的苹果下落一样快,A错误,B正确;
C.自由落体运动,苹果下落的速度与落下的距离关系为,C错误;
D.苹果落下的距离与落下的时间关系为,D错误。
故选B。
10.(2023高二·贵州·学业考试)一个做自由落体运动的小球,在下降过程中,下列说法正确的是( )
A.重力势能增大 B.动能减小 C.重力做正功 D.加速度增大
【答案】C
【详解】ABC.做自由落体运动的小球,只受重力,重力为合外力,在下降过程中,重力做正功,即合外力做正功,小球的重力势能减小,动能增大,故C正确,AB错误;
D.做自由落体运动的小球加速度不变,恒为重力加速度,故D错误。
故选C。
11.(2023高二上·黑龙江·学业考试)关于自由落体运动的性质,下列说法正确的是( )
A.匀速直线运动 B.匀加速直线运动 C.圆周运动 D.曲线运动
【答案】B
【详解】自由落体运动是初速度为0,加速度为重力加速度g的匀加速直线运动。
故选B。
12.(2023高二上·广西·学业考试)打桩机释放的重锤自由下落的过程可视为( )
A.匀速直线运动 B.平抛运动
C.自由落体运动 D.匀速圆周运动
【答案】C
【详解】打桩机释放的重锤自由下落的过程,忽略空气阻力,物体只受到重力作用,合外力不为零,加速度为重力加速度,且此过程中重锤做直线运动。故重锤做自由落体运动。
故选C。
13.(2023高二上·内蒙古呼伦贝尔·学业考试)物理学中的自由落体规律、万有引力定律是由不同的物理学家探究发现的,他们依次是( )
A.牛顿,哥白尼 B.卡文迪许、安培
C.伽利略、牛顿 D.开普勒,牛顿
【答案】C
【详解】伽利略对自由落体的研究,开创了研究自然规律的科学方法;牛顿提出的万有引力定律奠定了天体力学的基础。
故选C。
14.(2023高二上·江苏徐州·学业考试)首先把科学实验与逻辑推理结合起来,研究自由落体运动规律的科学家是( )
A.库仑 B.牛顿 C.开普勒 D.伽利略
【答案】D
【详解】伽利略开创了实验与逻辑推理相结合的科学研究方法,并研究了自由落体运动的规律。D正确。
故选D。
15.(2023高二下·江苏·学业考试)某次电影拍摄中,特技演员从桥上跳下,落在河面上匀速前进的竹筏上。演员(视为质点)跳下的瞬间距竹筏的高度为20m。取重力加速度大小g=10m/s2,且认为演员在空中做自由落体运动,则演员在空中运动的时间为( )
A.1s B.2s C.3s D.4s
【答案】B
【详解】根据自由落体运动的位移与时间的公式,可得演员在空中运动的时间
故选B。
16.(2023高二下·江苏·学业考试)高空作业的电工在某次操作过程中,不慎将一螺母脱落,经3s落地,不计空气阻力,g取10m/s2,则(g取10 m/s2)( )
A.脱落处离地高45m B.第2s内的下落的位移为20m
C.下落2s内的平均速度为20m/s D.落地速度为15m/s
【答案】A
【详解】A.螺母做自由落体运动
h=gt2=45m
A正确;
B.第2s内的下落位移
B错误;
C.下落2s内的平均速度为
C错误;
D.落地时速度为
D错误。
故选A。
17.(2023高三下·海南·学业考试)如图为北京中国科学院微重力落塔,塔顶悬挂一个落仓。若落仓下落过程中做自由落体运动下落的高度为H,北京地区的重力加速度为g,由此可知落仓自由下落的时间为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】自由落体公式为
解得
故选A。
18.(2023高二上·天津红桥·学业考试)甲、乙两物体从同一高度同时开始做自由落体运动,且甲物体的质量大于乙物体的质量,则下列说法中正确的是( )
A.甲比乙先着地 B.甲比乙的加速度大
C.甲比乙落地时的速度大 D.甲与乙的加速度一样大
【答案】D
【详解】甲、乙两物体从同一高度同时开始做自由落体运动,可知甲、乙的加速度均为重力加速度,根据
,
可得
,
可知甲、乙同时着地,甲、乙落地时的速度大小相等。
故选D。
(2023高二下·河北·学业考试)在低空跳伞比赛中,某跳伞运动员离开悬停的飞机后做自由落体运动,当速度达到45m/s时立即打开降落伞,再经4s落到地面。运动员从打开降落伞到落地前的下落过程,可视为竖直向下的匀减速直线运动,加速度大小为。g取。
根据上述信息,回答下面小题。
19.运动员做自由落体运动所用时间为( )
A.0.45s B.4.5s C.5.0s D.5.5s
20.运动员落地时的速度大小为( )
A.5.0m/s B.10m/s C.40m/s D.85m/s
21.打开降落伞时运动员距离地面的高度为( )
A.180m B.160m C.100m D.80m
【答案】19.B 20.A 21.C
【解析】19.根据
可得运动员做自由落体运动所用时间为
故选B。
20.设运动员落地时的速度大小为,则有
故选A。
21.设打开降落伞时运动员距离地面的高度为,根据运动学公式可得
故选C。
22.(2023高二下·新疆·学业考试)一小球从距离地面高处由静止自由下落,直至落地,不计空气阻力,则小球( )
A.下落的时间为 B.下落的时间为
C.落地时速度的大小为 D.落地时速度的大小为
【答案】D
【详解】AB.由自由落体运动公式得,小球下落的时间为
故AB错误;
CD.落地时速度的大小为
故C错误,D正确。
故选D。
23.(2023高二上·江苏盐城·学业考试)小球自由下落,落地速度为v,重力加速度为g,则小球释放时的高度为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】根据自由落体运动规律有
解得
故选B。
24.(2023高二上·宁夏银川·学业考试)一物体从H高处自由下落,经时间t落地,则当它下落时,离地的高度为( )
A.0.5H B.0.25H C.0.75H D.
【答案】C
【详解】根据题意有
当它下落时,下落高度为
则此时离地的高度为
故选C。
25.(2023高二上·福建·学业考试)将两个质量不同的小球从同一高度同时静止释放,落至同一水平地面,不计空气阻力。则( )
A.轻的小球先落地 B.重的小球先落地
C.两个小球同时落地 D.密度小的小球先落地
【答案】C
【详解】两小球同时从同一高度由静止释放,不计空气阻力只受重力,两小球做自由落体运动,加速度相同,下落的高度相同,根据知所经历的时间相同,故两小球同时落地。
故选C。
26.(2024高二上·浙江·学业考试)钱江中学的孩子们观察到秋天叶子的下落,小杭将其抽象为一个模型,已知树高5.5m,那么叶子下落的时间大约等于(已知,)( )
A.1.05s B.2.1s C.6s D.0.75s
【答案】C
【详解】若叶子下落是自由落体运动,由自由落体运动公式,则有下落的时间
由于叶子在下落运动中受到空气阻力作用,使得下落时间增大,由实际情况可知,叶子下落的时间2.1s可能性不大,故选C。
27.(2023高二上·江苏扬州·学业考试)让一个小石块从深井的井口自由落下,经过时间t后听到石块击水的声音。设当地的重力加速度为g,不考虑空气阻力的作用,考虑声音在空气中传播需要一定时间,则石块落水时的速度( )
A.大于gt B.等于gt C.小于gt D.等于gt2
【答案】C
【详解】由于听到石块落水后击水的声音所用的时间为,而声音在空气中传播也需要时间,因此可知石块做自由落体运动落到水面上的实际时间小于,根据速度与时间的关系可知,石块落水时的速度
故选C。
28.(2023高二上·天津和平·学业考试)某物体做自由落体运动,静止释放后某时刻其速度大小为4m/s,此时物体下落的高度为()( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】由运动学公式
此时物体下落的高度为
故选C。
29.(2023高二下·江苏·学业考试)一攀岩者以的速度匀速向上攀登,途中碰落了岩壁上的石块,石块自由下落,则下列图像对石块的运动描述正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】根据题意可知,石块自由下落,做的是自由落体运动,速度由零开始均匀增加,图像为过原点的倾斜直线。
故选C。
30.(2023高二下·全国·学业考试)自由落体运动的重力加速度为g,关于自由落体运动,下列说法正确的是( )
A.物体刚下落时,速度和加速度都为零
B.物体在做自由落体运动的过程中,每秒的速度增加量相同
C.重的物体g值大,轻的物体g值小
D.地球上任何地方 g值都一样大
【答案】B
【详解】A.物体刚下落时,速度为零,加速度不为零。故A错误;
B.根据
可知物体在做自由落体运动的过程中,每秒的速度增加量相同。故B正确;
CD.地球上不同的地方 g值一般都不一样大。从低纬度到高低度依次增大,与物体自身的质量没有关系。故CD错误。
故选B。
31.(2023高二上·江苏盐城·学业考试)关于自由落体运动,下列说法正确的是( )
A.在空气中不考虑阻力的运动是自由落体运动 B.自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动
C.质量大的物体,所受重力大,因而落地速度大 D.自由落体加速度在地球赤道处最大
【答案】B
【详解】AB.自由落体运动是初速度为零且仅受重力的匀加速直线运动,A错误,B正确;
C.自由落体运动的加速度、速度、时间与质量无关,C错误;
D.在地球表面,赤道处重力加速度最小,两极处最大,D错误。
故选B。
32.(2023高二上·广东揭阳·学业考试)关于自由落体运动及重力加速度g,下列说法正确的是( )
A.竖直向下的运动一定是自由落体运动
B.熟透的苹果从树枝开始自由下落的运动可被视为自由落体运动
C.同一地点,轻、重物体的g值可能不一样大
【答案】B
【详解】A.根据自由落体运动的定义:物体只在重力的作用下从静止开始下落的运动。可知竖直向下的运动不一定是自由落体运动,故A错误;
B.熟透的苹果从树枝开始自由下落的运动,空气阻力可以忽略不计,只受重力,可被视为自由落体运动,故B正确;
C.同一地点,轻重物体的值一样大,与物体质量无关,故C错误。
故选B。
33.(2023高二·辽宁沈阳·学业考试)如图所示,一个两端封闭的玻璃管,一端有一个开关,把质量不相同的铁片和羽毛放到玻璃管中,把玻璃管里的空气抽出去,玻璃管竖直放置,让铁片和羽毛从玻璃管上方同时开始下落,下列科学家的观点被该实验证实的是( )
A.焦耳 B.伽利略
C.阿基米德 D.爱因斯坦
【答案】B
【详解】该实验的现象是铁片和羽毛下落快慢一样,所以是伽利略认为重的物体和轻的物体下落一样快,可得该实验证实的是伽利略的观点。
故选B。
34.(2023高二·山西·学业考试)下列四幅图分别为速度v,下降高度h,以及加速度a随时间的变化关系,其中能反映自由落体运动规律图像的是( )
A.B.
C. D.
【答案】C
【详解】AC.物体做自由落体运动,初速度为0,加速度为g的匀加速直线运动,下落速度为
所以应该是过原点的倾斜直线,故A错误,C正确;
B.下落高度
所以图线应该是曲线,故B错误;
D.自由落体加速度为恒定值,所以图是一条平行时间轴的直线,故D错误。
故选C。
35.(2023高二·山西·学业考试)下列四幅图分别为速度v,下降高度h,以及加速度a随时间的变化关系,其中能反映自由落体运动规律图像的是( )
A.B.
C. D.
【答案】C
【详解】AC.物体做自由落体运动,初速度为0,加速度为g的匀加速直线运动,下落速度为
所以应该是过原点的倾斜直线,故A错误,C正确;
B.下落高度
所以图线应该是曲线,故B错误;
D.自由落体加速度为恒定值,所以图是一条平行时间轴的直线,故D错误。
故选C。
36.(2022高一上·广东佛山·学业考试)游乐场内的“穿越云霄”游乐项目如图所示,座舱从最高点下降,先做自由落体运动,后匀减速至停止,取向下为正方向,则以下v-t图像能反映座舱上述运动过程的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【详解】依题意,取向下为正方向,座舱先做自由落体运动,速度竖直向下,且均匀增加,其图像为第一象限中过原点的一段直线,后匀减速至停止其图像为第一象限向下倾斜的一段直线。故B正确;ACD错误。
故选B。
37.(多选)(2023高二上·河北·学业考试)在用频闪照相法研究自由落体运动规律的实验中,某同学让一金属小球自由下落,小球下落过程中频闪照片的部分示意图如图所示,小球由A到B和由B到C所用时间均为T,测得AB两点间的距离为,BC两点间的距离,空气阻力可忽略不计。该同学粗略计算小球运动的加速度大小和通过B点时的速度大小,下列表达式对的的是( )
A.小球运动的加速度大小为 B.小球运动的加速度大小为
C.小球通过B点时的速度大小为 D.小球通过B点时的速度大小为
【答案】BC
【详解】根据匀变速直线运动推理
可得小球运动的加速度大小为
根据匀变速直线运动中间时刻速度等于该段过程的平均速度,则小球通过B点时的速度大小为
故选BC。
38.(多选)(2023高二下·广东·学业考试)小琳从蹦床上方的高处自由下落,竖直反弹离开蹦床后上升了。不计空气阻力,比较小琳自由下落与离开蹦床后上升的两个过程,则( )
A.下落过程的时间更长
B.上升过程的时间更长
C.两个过程的加速度一样大
D.上升过程的加速度更大
【答案】BC
【详解】CD.根据题意可知,不计空气阻力,则小琳下落时做自由落体运动,上升时做竖直上抛运动,两个过程的加速度一样大,均为重力加速度,故D错误,C正确;
AB.根据题意,由公式可知,上升过程的时间更长,故A错误,B正确。
故选BC。
39.(多选)(2023高二下·河北·学业考试)假设宇航员在某星球上将小球由静止释放,小球做自由落体运动。由小球下落开始计时,经1.0s小球到达星球表面,下落高度为0.8m,则( )
A.小球运动的加速度大小为 B.小球运动的加速度大小为
C.小球在 1.0s末的速度大小为0.8m/s D.小球在 1.0s末的速度大小为1.6m/s
【答案】AD
【详解】AB.小球运动的加速度大小为
选项A正确,B错误;
CD.小球在 1.0s末的速度大小为
v=at=1.6m/s
选项C错误,D正确。
故选AD。
40.(2023高二上·辽宁·学业考试)如图,用打点计时器测量自由落体加速度的实验装置。关于这一实验:
(1)在实验开始前,图中操作存在的问题是 。
(2)图为实验结束时获得的一条纸带,相邻计数点间的距离分别为x1、x2和x3,时间间隔均T,则打点计时器打下点2时速度大小的表达式为( )
A. B. C. D.
【答案】 没有将重物靠近打点计时器释放 D
【详解】(1)[1]根据图像可知,在实验开始前,图中存在的问题是没有将重物靠近打点计时器释放。
(2)[2]根据打点计时器原理,时间极短的平均速度代替瞬时速度可知,打点计时器打下2点的速度大小表达式
故选D。
41.(2023高三·广东·学业考试)如图甲为利用光电门测瞬时速度的装置,铁架台放在水平台面上,上端固定电磁铁M,电磁铁正下方安装一个位置可上下调节的光电门A。
(1)如图乙,用游标卡尺测量小球的直径 mm。
(2)接通电磁铁M的开关,吸住小球:测出小球与光电门间的高度差;断开开关,小球自由下落,记录小球通过光电门的挡光时间。 数字计时器显示(即),则小球通过光电门时的速度大小 m/s(保留三位有效数字)。
(3)某同学利用公式计算当地的重力加速度,忽略空气阻力的影响,你认为该同学的计算结果与真实值相比会 (选填“偏大”或“偏小”)
【答案】 15.3mm 3.06 m/s 偏大
【详解】(1)[1]游标卡尺的主尺读数为15mm,游标读数为0.1×3mm=0.3mm,所以最终读数为
15mm+0.3mm=15.3mm
(2)[2]小球通过光电门时的平均速度为
(3)[3] 高度差是小球的底部到光电门顶部的距离,而测的速度是小球通过光电门顶部又向下运动d时的平均速度,故利用公式,计算当地的重力加速度时,忽略空气阻力的影响,所测速度偏大,故所测结果偏大。
42.(2023高二上·四川·学业考试)苹果从树上由静止下落,从下落瞬间开始计时,经t=0.8s着地。不计空气阻力,重力加速度g取。求:
(1)苹果落地时速度的大小;
(2)苹果开始下落时离地的高度h。
【答案】(1);(2)
【详解】(1)苹果从树上由静止下落,做自由落体运动,经t=0.8s着地,则有
(2)苹果从树上由静止下落,做自由落体运动,经t=0.8s着地,则有
考点02:竖直上抛运动
43.(2023高二下·辽宁·学业考试)在篮球比赛争球时,裁判员会竖直向上抛球。若忽略阻力等因素,篮球在竖直上升和自由下落的过程中,其加速度的方向是( )
A.一直向上 B.一直向下 C.先向下,后向上 D.先向上,后向下
【答案】B
【详解】篮球在竖直上升和自由下落的过程中,忽略阻力等因素,篮球只受到竖直向下的重力,合外力方向竖直向下,故加速度方向竖直向下。
故选B。
44.(2023高二下·河北·学业考试)直升机吊着一个木箱在低空竖直上升,某时刻悬挂木箱的绳子突然断开。假设绳断后木箱只受重力作用,则绳断后到落地前整个过程中它的速度( )
A.一直增大 B.先减小后增大 C.一直减小 D.先增大后减小
【答案】B
【详解】绳断后木箱有竖直向上的速度,则在重力作用下先向上做匀减速运动,速度减到零时到达最高点,然后向下做匀加速运动直到落地,即从绳子断开到落地前整个过程中它的速度先减小后增大。
故选B。
45.(22-23高二下·江苏南京·期末)一位杂技演员,用三只球进行抛接球表演,他每隔0.4s抛出一球,接到球便立即把球抛出,将球的运动近似看做是竖直方向的运动,不计空气阻力,球能到达的最大高度是(高度从拋球点算起,取)( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】任意两球之间的时间间隔为0.4s,三个球之间有三个时间间隔,共1.2s,则每个球上升到最大高度用时间为0.6s,则由逆向思维可知,球能到达的最大高度是
故选B。
46.(2023高一下·贵州黔西·学业考试)做竖直上抛的物体,取抛出时的速度方向为正方向,则物体的图像是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【详解】做竖直上抛的物体,取抛出时的速度方向为正方向,则初速度为正,上升和下降阶段加速度均为向下的g不变,则v-t图像的斜率为负值不变,则图像为D。
故选D。
47.(2023高三上·福建·学业考试)以6m/s的初速度竖直向上抛出一个小球,不计空气阻力,取g=10m/s2。则小球回到抛出点的速度大小和上升的最大高度分别为( )
A.0,1.8m B.0,3.6m C.6m/s,1.8m D.6m/s,3.6m
【答案】C
【详解】竖直上抛运动具有对称性,在相同高度时,小球回到抛出点的速度大小与抛出时的初速度的大小相等为6m/s;由竖直上抛运动公式,可得小球上升的最大高度为
故选C。
48.(多选)(2023高二下·广东·学业考试)小琳从蹦床上方的高处自由下落,竖直反弹离开蹦床后上升了。不计空气阻力,比较小琳自由下落与离开蹦床后上升的两个过程,则( )
A.下落过程的时间更长
B.上升过程的时间更长
C.两个过程的加速度一样大
D.上升过程的加速度更大
【答案】BC
【详解】CD.根据题意可知,不计空气阻力,则小琳下落时做自由落体运动,上升时做竖直上抛运动,两个过程的加速度一样大,均为重力加速度,故D错误,C正确;
AB.根据题意,由公式可知,上升过程的时间更长,故A错误,B正确。
故选BC。
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